基础工业工程第1-章

内容提要,第五章作业分析,第十二章现场管理方法,第九章预定时间标准法,第一章工业工程概述,第二章生产与生产率管理,第三章工作研究,第四章程序分析,第六章动作分析,第八章工作抽样,第十章标准资料法,第十一章学习曲线,第七章秒表时间研究,第十四章工业工程的发展,第十三章工作分析与设计,工业工程基础,第1章工业工程概述,讨论题,1.工业工程的基本职能是什么？2.工业工程与管理工程有哪些联系与区别？,第一章工业工程概述,1工业工程的概念2工业工程的产生与发展过程3工业工程的学科体系4工业工程的方法论,基础工业工程,1工业工程的概念,1.1工业工程的内涵:从工业(Industry)和工程(Engineering)的概念来说明工业工程(,简称)的基本涵义。英文中的Industry不仅仅包含中文所说的工业的含义，还包括产业的含义，即除了工业领域外，如交通、服务、行政管理等多种产业部门的意思。因而，IE是起源于工业部门应用于以工业为主的包括国家与社会多种产业的工程技术。,1.1工业工程的内涵,.工业工程的定义美国麻省理工学院(MIT)对工程的定义:“工程是关于科学知识和技术的开发和应用,以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种有创造力的专业。”,1.1工业工程的内涵,美国工业工程师学会()于1955年为IE下了较为权威的定义:“IE是对有关人员、物料、设备、能源和信息等组成的整体系统进行规划、设计、改进和实施的一门科学，它从数学、自然科学和社会科学中吸取有关的专门知识和技术，同时运用工程设计与分析的原理与方法，以阐述、预测和评价上述系统所得到的成果。,1.1工业工程的内涵,日本IE协会对IE所下定义:“IE是从事把人、原材料、设备作为一个整体去发挥其功能的科学,是进行经营管理系统方面的设计、改善与设置工作的,为了确定、预测、评价经营管理系统的成果,运用数学、自然科学、社会科学中的特定知识,同时使用技术分析与规划的原理与方法。,1.1工业工程的内涵,20世纪七十年代后,IE所适用的领域越来越广,人们较为常规地将IE的定义描述为:“IE是综合运用工业专门知识和系统工程的原理和方法，为将人员、物料、设备、技术与信息组成更加有效和更富有生产力的系统，通过规划、设计、评价和创新活动，为管理提供科学的依据。”,具有权威性的是美国工业工程学会提出的定义。尽管各种定义的表述方式不同，说明的侧重点不同，但其内涵基本是一致的。各种IE定义都说明：,总结,是由人、物料、设备、能源、技术、信息等生产要素所构成的各种生产及经营管理系统，且不局限于工业生产领域；,IE是一门工程科学技术，且是主要解决管理问题的工程技术；,综合运用各种工程技术与方法；,降低成本，提高质量和生产率。,学科性质,研究对象,研究方法,任务和目标,工业工程,工业工程的定义,工业工程,1.1工业工程的内涵,2.工业工程的特征:(1)工业工程是一门集自然科学、社会科学、工程学和管理学等的综合交叉型科学。(2)工业工程的工程属性很强，其工作原理是采用工程分析与设计的原理和方法。,1.1工业工程的内涵,2.工业工程的特征:(3)IE追求由人、物料、设备、能源、信息等生产要素所组成的综合系统的整体效益,反映出很强的降低成本、提高系统管理效益的特征。(4)现代不仅是一种工程技术而且还是一种哲理，特别强调发挥系统中人的作用。这也是发展到今天的一个非常突出的特征。,1.2工业工程的基本职能,工业工程的基本职能是:把人员、物料、设备、能源和信息组成一个更有效和更富有生产力的综合系统所从事的一系列规划、设计、评价和创新的工程活动。,1.2工业工程的基本职能,1.规划规划是确定一个组织在未来一定时期内,从事生产或服务所应采取的特定行动的预备性活动,包括总体目标、政策、战略和战术的确定,也包括分期实施计划的制定。决策过程就是规划。见图2,1.2工业工程的基本职能,2.设计(1)设计是为实现某一既定目标而创建具体实施系统的前期工程(2)IE设计包括系统的概念设计和具体工程项目设计(3)IE设计含有丰富的工程技术的内容,充分显示其工程本色,如果经过分析研究，确定了上钢铁项目,下一步就要进行总体设计:,钢铁的年产量是多少？是以生产碳钢为主，还是合金钢为主？产品中线材、棒材、管材、板材各占多少比例？工艺流程采用转炉炼钢炉外精练连铸连轧热送，还是电炉炼钢连铸热轧冷轧？上述活动就是设计,1.2工业工程的基本职能,3.评价(1)评价是对各种系统、规划、计划方案以及组织和个人的业绩作出是否符合既定目标或准则的评审与评定活动。(2)评价包括各种评价指标和规程的设计、制定以及评价工作的实施。,如我们对某一操作装置进行评价，则需要考虑如下问题：,操作装置是否设置在手容易达到的范围内？操作装置是否按不同功能和不同系统分组？不同的操作装置在形状、大小、颜色上是否有区别？显示装置与操作装置是否按使用顺序原则、使用频率原则和重要性原则安排？紧急制动装置设置的位置是否合理？上述活动就是评价,1.2工业工程的基本职能,4.创新(1)创新是对现存各种系统的改进和提出崭新的富于创造性和建设性见解的活动。(2)IE的创新要求从系统的整体目标和效益出发,进行综合权衡后求得最优选择,选出创新的项目和内容。,看病难是许多人的共识,实际看病的时间只有几分钟，大部分间花在寻找、排队上，从的观点看，这都是无效时间，这里可略举几条:在医院的醒目处设置“详细的”导医牌。在窗口的设置位置上做文章。简化缴费程序。,1.3工业工程师的职能范围,1.工业工程师在美国，通常把工业工程与机械工程、电气工程、土木工程、化学工程并列为五大工程。与机械工程师、电气工程师等相对应，将从事与工业工程相关工作的人员成为工业工程师。,1.3工业工程职业的职能范围,2.工业工程师的职能范围根据工业工程的定义和先进国家的实践经验，将工业工程师的职能范围归纳为几个方面:,(1)产品（或服务）的预测和决策,市场调查与预测新产品开发可行性和前景分析新产品开发的组织、计划和控制,(2)生产系统设计和计划管理,根据产品的特性和产量，选择合适的生产组织形式根据生产组织形式，设计物流系统，选择设备并予以合理布置(见附图)确定合理的库存并编制外购件的采购计划,(2)生产系统设计和计划管理,进行能力规划，合理分配资源制订综合生产计划、主生产计划、物料需求计划和作业计划，检查计划执行情况并及时予以调整必要时进行仿真，以修改和完善所设计的系统,(3)全面质量管理,建立质量保证体系协助或进行关于质量管理的ISO标准认证组织并进行统计过程控制组织质量控制（QC）小组活动，推行持续改进行动计划,(4)人因工程和工作设计,研究科学合理的工作方法并予以标准化根据标准工作方法，进行时间测定，制订工时定额研究激励机制，确定合理的报酬制度设计良好的工作点及其周围环境,(5)项目管理,项目的可行性论证组织合理的项目管理机构制订项目执行计划（网络计划）并予以控制进行项目经济预算和核算,(6)经济学分析,可行性分析投资风险决策分析成本分析,(7)管理系统设计,确定组织的短期任务和长远目标设计组织机构系统，确定机构的职能及其划分对组织系统效能进行评估，以建立高效能的组织系统,1.2工业工程的产生与发展过程,1.2.1工业工程的产生1.2.2工业工程的发展历程,第一章工业工程概述,1、工业工程的起源IE起源与工业的发展紧密相连：个体劳动新石器时代青铜器和铁器时代生产机械化制造系统大批量生产蒸汽机电气化时代内燃机时代标准化劳动分工流水作业线,工业工程的产生与发展,工业工程是工业化的产物，一般认为最早起源于美国。泰勒：时间研究，被称为工业工程之父。吉尔布雷斯:动作研究。甘特:甘特图。其他许多科学家和工程师，如亚当密斯，李嘉图等。,1.2.1工业工程的产生,IE的产生与发展过程,第一阶段：19世纪末到20世纪初期第二阶段：20世纪初叶到第二次世界大战前第三阶段：第二次世界大战到20世纪40年代末第四阶段：20世纪50-60年代第五阶段：20世纪70年代至今发展特点总结工业工程的发展方向,1.2.2工业工程的发展过程,IE的产生与发展过程,F.W.泰勒(1856-1915)，被誉为工业工程之父。通过著名的“铁铲实验”、“搬运实验”和“切削实验”，总结了称为“科学管理”的一套思想。1911年发表了科学管理原理一书。1910年，FrankGilbreth和LillianGilbreth（吉尔布雷斯）从事动作研究(砌墙实验)和工业心理学研究；1913年，HenryFord（福特）发明流水装配线；1914年，HarryGantt（甘特）从事作业进度规划研究和按技能高低与工时付酬的计件工资制的研究；1917年，F.W.Harris(哈瑞斯)研究应用经济批量控制库存量的理论。,第一阶段,IE的产生与发展过程,1911年美国Purdue大学机械工程系首先开设了工业工程选修课；1918年美国宾夕法尼亚州立大学建立了工业工程系；1920年美国成立了美国工业工程师协会ASIE；后又成立AIIE，工厂中出现专门从事IE的职业；1922年马肯著预算控制，1924年著会计管理；1924-1931年W.A.Shewhart首创“统计质量管理”；1924-1933年，G.F.Mayo通过“霍桑实验”首创“人际关系学说”；J.Fish首创“工程经济”。,第二阶段,IE的产生与发展过程,1940年代中期，英、美两国发表了关于运筹学成果的资料，立刻受到IE工作者的注意，并将之运用于IE实践中。1948年，美国工业工程学会成立，它是国际上第一个致力于工业工程专业的发展和学术活动的专业性组织。第三阶段的IE与前两阶段的比较，表现为从以经验和定性分析为主发展为以定量分析为主。从以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主转化为以研究整体系统的优化、降低各种资源消耗、提高整体系统的生产率为主。,第三阶段,IE的产生与发展过程,在1950、60年代，系统科学（SS）以及系统工程（SystemEngineering，SE）成为IE学科发展的基础。SE的方法论+OR的定量方法+传统IE方法+工业专业知识=新IE,第四阶段,IE的产生与发展过程,新IE学科的“连续光谱”（continuumspectrum）,IE的产生与发展过程,1970年代以来，特别是进入21世纪，IE发展出现了新动向：早期的IE以提高制造现场作业效率和改进生产管理为主；现代IE则面向企业经营管理全过程。早期的IE单兵独进，现代IE已经成为为企业CIMS、进而为企业发展成为领先企业提供管理集成基础结构的有效工具。早期的IE只应用于制造业，现代IE已经普及到交通、建筑、服务和行政管理等多种产业中（例如全美医疗保健系统的规划和设计）。,第五阶段,IE的产生与发展过程,工业工程发展特点总结,不断吸收现代科技成就，尤其是计算机科学、OR、SE及相关的学科知识，得以由经验为主发展到以定量分析为主；以研究生产局部或小系统的改善，到研究大系统整体优化和生产率提高，成为一门独立的学科。,IE的产生与发展过程,应用范围从制造业扩大到服务业和非营利组织（非制造业工业工程应用大有可为）；应用重点从提升现场生产效率到提高系统的集成化综合效益（新型工业化）；特别依赖于信息科学与技术（计算机软硬件、网络与通信技术、数据库支撑环境等）；突出研究生产率和质量的改善。,工业工程的发展方向,可以说，工业工程研究与发展水平，一定程度上标志着一个国家或地区的经济发展和社会管理水平。胡锦涛涛提出，要学会管理社会！习近平说，加强创新社会管理！,IE的产生与发展过程,2工业工程学学科体系,2.1工业工程学的学科体系结构1.工业工程学学科的理论基础和研究领域其理论基础包括数学、运筹学、经济学、管理学、工程学和系统科学等学科领域兼收并蓄了计算机科学、现代制造工程学等最新科学成果,发展成为包括多种现代科学知识的综合性学科。,1.生物力学；2.成本管理；3.数据处理及系统设计；4.销售与市场；5.工程经济；6.设施规划与物流（含工厂设计、维修保养、物料搬运等）；7.材料加工（含工具设计、工艺研究、自动化等）；8.应用数学（含运筹学、管理经济学、统计和数学应用等）；9.组织规划与理论；,美国国家标准ANSI-Z94（82年）,2.3.2工业工程的内容体系,IE的内容体系,10.生产规划与控制（含库存管理、运输路线、调度、发货等）；11.实用心理学（含心理学、社会学、工作评价、人事实务）；12.方法研究和作业测定；13.人的因素；14.工资管理；15.人体测量；16.安全；17.职业卫生与医学。,IE的内容体系和人才素质,2.1工业工程学的学科体系结构,(2)工业工程学学科的研究方向,工厂,银行,医院,学校,政府,生产系统,服务系统,运筹学,资讯系统,人因工程,基础研究,应用领域,系统整合,方法技术,工业工程在制造业中的应用,2.1工业工程学的学科体系结构,2.IE学科体系整体构造、内容及其相互关系:按照工业工程各种技术特点和功能划分,如图3所示。工业工程的支撑技术可分为三大类:设计与改善类、分析与决策类、控制类。,2.1工业工程学的学科体系结构,(1)设计与改善类工作研究设施规划与物流分析人机工程组织设计,2.1工业工程学的学科体系结构,(2)分析与决策类工程经济分析可靠性工程市场预测人力资源管理,2.1工业工程学的学科体系结构,(3)控制类生产计划与控制质量控制成本控制信息控制,2.2工业工程与管理工程的关系及其他,与管理工程既有紧密的联系,又有明显的区别:管理是指利用物质和人力资源去实现预定目标的工程,包括计划、组织、指挥、协调和控制等活动。管理工程是在已有的生产系统基础上进行科学管理,偏重于运用社会科学与自然科学相结合的方法,着重解决经营管理和行政管理问题。,2.2工业工程与管理工程的关系,与管理工程的主要区别体现在以下几个方面:(见图4)1.两者的职能不同2.管理的对象不同3.采用的研究方法不同4.学科的知识结构不同5.专业培养的人才不同,ME1管理工程；ME2制造工程；SE系统工程；IE工业工程,工业工程与相关学科的关系示意图,工业工程与相关学科的关系示意图,工业工程技术人员是为了达到经营者的目标（目标的根本含义是要使企业取得最佳利润，且冒最小风险）而贡献出技术的人。工业工程技术人员帮助上下各级管理人员，在业务运作的设想、计划、实施、控制方法等方面从事发明和研究，以期达到更有效地利用人力和经济资源。,职责,工业工程人才的素质结构,以人为中心的意识。,成本和效率意识；,问题和改革意识；,工作简化和标准化意识；,全局和整体化意识；,工业工程的意识,第一章工业工程概述,一个称职的工业工程师还应有良好的技术素质和科学品德，如进取和创新精神、全局观点、善于团结协作、以及敏锐的观察、分析能力等。,总结,知识结构,能力结构,工程技术知识；数学与统计学知识；经济学知识；经营管理知识；IE学科知识；管理科学知识；人类与社会科学知识；计算机科学与信息技术。,观察试验能力；调查研究能力；综合分析/集成能力；规划设计能力；协调/社交能力；适应能力；创新能力；语言与文字表达能力；计算机应用能力；外语阅读能力。,IE的内容体系和人才素质,3工业工程方法论,3.1工业工程学研究方法概述工业工程学是一门系统性和实践性都很强的应用性学科。为了有效解决企业发展和生产系统中存在的问题，首先应确立正确的工业工程方法论，明确工业工程在实践中应遵从的基本思想与原则，着重掌握工业工程的基本方法及技术体系,3.1工业工程学研究方法概述,1.工业工程在实践中应遵循的基本思想和基本原则:（1）问题导向（6）规范管理（2）着眼整体（7）思变求新（3）组织先行（8）特色取胜（4）全员参与（9）方法集成（5）苦练内功（10）系统推进,3.1工业工程学研究方法概述,2.工业工程学方法与方法论现代工业工程作为一种新型的技术综合体，包括各类专门的方法与技术,如:,工业工程学方法,主要研究与解决人机关系系统问题的工效学和认知工程；主要研究与解决操作系统问题的工作研究方法；主要研究与解决产品系统问题的工业设计技术；主要研究与解决物流系统问题的设施规划与物流系统分析技术；要研究与解决制造技术系统问题的现代制造系统技术。,工业工程学方法论,所谓工业工程方法论，是运用工业工程方法研究与解决工业生产和社会经济系统问题时所应遵循的工作程序、逻辑步骤、基本方法及方法系（图5）。,3.2工业工程学的基本方法及技术,系统分析研究描述性研究改进性研究实验性研究,图2规划的基本过程,确定总体目标,信息收集与整理,拟定备选方案,选择方案,执行方案,检查评价,审批方案,需要做什么,批准